专利名称：液冷式冷却装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于例如车辆等的半导体电力转换装置并用于冷却半导体元件等的发热体的液冷式冷却装置。
背景技术：
在说明书及权利要求书中，所谓“并列流路部分的宽度”表示与设在并列流路部分 上的流路的长度方向直交的方向的宽度，所谓“入口储液箱部的流入端部的宽度”及“出口 储液箱部的宽度”表示设在并列流路部分上的流路的长度方向的宽度。以往，作为这种液冷式冷却装置，公知下面这样一种液冷式冷却装置，具有壳体， 该壳体具备相互相对的第一侧壁及第二侧壁的周壁，并且在第一侧壁的一端部形成冷却液 入口且在第二侧壁的另一端部形成冷却液出口，在壳体内的第一及第二侧壁之间且是冷却 液入口和冷却液出口之间的位置，设有由冷却液在第一及第二侧壁的长度方向流动的多条 流路构成的并列流路部分，壳体内的比并列流路部分靠上游侧的部分成为与冷却液入口连 通的入口储液箱部，比并列流路部分靠下游侧的部分成为与冷却液出口连通的出口储液箱 部，入口储液箱部、出口储液箱部及并列流路部分的高度相等，并且，入口储液箱部及出口 储液箱部的截面形状为方形，入口储液箱部及出口储液箱部的宽度分别在全长范围内相寸。在上述构成的液冷式冷却装置的情况下，在使入口储液箱部及出口储液箱部的宽 度相对于并列流路部分的宽度的比例充分大的情况下，并列流路部分的宽度方向的流速分 布变得均等，能够确保充分的冷却性能。但是，最近，要求液冷式冷却装置的小型化，在上述构成的液冷式冷却装置中，不 能使入口储液箱部及出口储液箱部的宽度相对于并列流路部分的宽度的比例充分大。其结 果就是，并列流路部分的宽度方向的流速分布变得不均等，在流速较低的部分中存在冷却 性能降低这样的问题。为此，作为解决该问题的液冷式冷却装置，提出有如下装置，具有壳体，该壳体具 备相互相对的第一侧壁及第二侧壁的周壁，并且在第一侧壁的一端部形成冷却液入口且在 第二侧壁的另一端部形成冷却液出口，在壳体内的第一及第二侧壁之间且在冷却液入口和 冷却液出口之间的位置，设有由冷却液在第一及第二侧壁的长度方向流动的多条流路构成 的并列流路部分，壳体内的比并列流路部分靠上游侧的部分成为与冷却液入口连通的入口 储液箱部，并且，比并列流路部分靠下游侧的部分成为与冷却液出口连通的出口储液箱部， 入口储液箱部的流路截面积从冷却液入口朝向第二侧壁侧变小，并且出口储液箱部的流路 截面积从冷却液出口朝向第一侧壁侧变小，入口储液箱部和出口储液箱部的形状在并列流 路部分的宽度方向上对称(日本特开2006-295178号公报)。但是，在上述公报记载的液冷式冷却装置中，整个流路的流速分布的均等化不充 分，会产生流速较低的部分，不能阻止在该部分的冷却性能的降低。而且，存在流通阻力增 大的可能性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液冷式冷却装置，该液冷式冷却装置能够解决上述问 题，并且能够使呈并列状地形成有多条流路的并列流路部分的宽度方向的流速分布均等 化。为了实现上述目的，本发明由以下的方式构成。1) 一种液冷式冷却装置，具有壳体，该壳体具有具备相互相对的第一侧壁及第二 侧壁的周壁，而且，在第一侧壁的一端部形成有冷却液入口并且在第二侧壁的另一端部形 成有冷却液出口，在壳体内的第一及第二侧壁之间且是冷却液入口和冷却液出口之间的位 置，设有包括冷却液在第一及第二侧壁的长度方向流动的多条流路的并列流路部分，壳体 内的比并列流路部分靠上游侧的部分成为与冷却液入口连通的入口储液箱部，并且，比并 列流路部分靠下游侧的部分成为与冷却液出口连通的出口储液箱部，其中，入口储液箱部的流路截面积从冷却液入口侧朝向第二侧壁侧变小，出口储液箱部 的形状与入口储液箱部的形状在并列流路部分的宽度方向上非对称。2)上述1)记载的液冷式冷却装置，其中，出口储液箱部中的壳体的第一侧壁侧的 一部分的流路截面积从第二侧壁侧朝向第一侧壁侧变小，出口储液箱部的其余部分的流路 截面积在全长范围内相等。3)上述2)记载的液冷式冷却装置，其中，入口储液箱部、出口储液箱部及并列流 路部分的高度相等。4)上述3)记载的液冷式冷却装置，其中，壳体的周壁具有连结第一侧壁及第二 侧壁的冷却液入口侧端部彼此的第三侧壁；和连结第一侧壁及第二侧壁的冷却液出口侧端 部彼此的第四侧壁，第三侧壁的内表面从第一侧壁侧朝向第二侧壁侧向并列流路部分侧倾 斜。5)上述4)记载的液冷式冷却装置，其中，出口储液箱部中的壳体的第一侧壁侧 的一部分，壳体的第四侧壁的内表面从第二侧壁侧朝向第一侧壁侧并向并列流路部分侧倾 斜，在出口储液箱部的其余部分，壳体的第四侧壁的内表面与第一侧壁及第二侧壁的内表 面成直角。6)上述4)记载的液冷式冷却装置，其中，在将在入口储液箱部的流入端部的宽度 设为amm、出口储液箱部中的第四侧壁的内表面与第一侧壁及第二侧壁的内表面成直角的 部分的宽度设为amm、并列流路部分的宽度设为bmm、入口储液箱部、出口储液箱部及并列 流路部分的高度设为6mm以下的情况下，满足a/b ^ 0. 15这样的关系。
7)上述1)记载的液冷式冷却装置，其中，出口储液箱部的流路截面积在全长范围 内相等。8)上述7)记载的液冷式冷却装置，其中，入口储液箱部、出口储液箱部及并列流 路部分的高度相等，出口储液箱部的宽度在全长范围内相等。9)上述8)记载的液冷式冷却装置，其中，壳体的周壁具有连结第一侧壁及第二侧 壁的冷却液入口侧端部彼此的第三侧壁；和连结第一侧壁及第二侧壁的冷却液出口侧端部 彼此的第四侧壁，第三侧壁的内表面从第一侧壁侧朝向第二侧壁侧并向并列流路部分侧倾 斜。
10)上述7)记载的液冷式冷却装置，其中，在将入口储液箱部的流入端部的宽度设为amm、出口储液箱部的宽度设为amm、并列流路部分的宽度设为bmm、入口储液箱部、出 口储液箱部及并列流路部分的高度设为6mm以下的情况下，满足a/b ≤ 0. 15这样的关系。11)上述2)或7)记载的液冷式冷却装置，其中，在将入口储液箱部的流入端部的 高度设为hmm、入口储液箱部的流入端部的宽度设为amm、并列流路部分的高度设为与入口 储液箱部的流入端部的高度相等的hmm、并列流路部分的宽度设为bmm的情况下，由aXh所 表示的入口储液箱部的流入端部的截面积A和由bXh所表示的并列流路部分的截面积B 满足A/B≤0.15这样的关系。12) 一种液冷式冷却装置，其中，具有壳体和并列流路部分，该壳体由下述部件构 成底壁；第一侧壁，其从底壁起在垂直方向延伸设置；第二侧壁，其从底壁起在垂直方向 延伸设置并且与第一侧壁相对向；顶壁，其与底壁相对向并且连结于第一侧壁和第二侧壁； 第三侧壁，其连结底壁和顶壁并且一端连结于第二侧壁的一端；第四侧壁，其连结底壁和顶 壁并且一端连结于第一侧壁的一端；冷却液入口，其连结第一侧壁的另一端和第三侧壁的 另一端；和冷却液出口，其连结第二侧壁的另一端和第四侧壁的另一端，而且第三侧壁的形 状和第四侧壁的形状不同，该并列流路部分设置在壳体内，且具有冷却液在第一侧壁和第二侧壁的长度方向 流动的多条流路。13)上述12)记载的液冷式冷却装置，其中，第四侧壁的第一侧壁侧的一部分与连 接第一侧壁的一端和第二侧壁的另一端的最短的假想线的距离，随着第四侧壁远离第一侧 壁而变大，第四侧壁的另一部分与连接第一侧壁的一端和第二侧壁的另一端的最短的假想 线平行。14)上述13)记载的液冷式冷却装置，其中，第三侧壁与连接第一侧壁的另一端和 第二侧壁的一端的最短的假想线的距离，随着第三侧壁远离第二侧壁而变大。根据上述1) 14)的液冷式冷却装置，入口储液箱部的流路截面积从冷却液入口 侧起朝向第二侧壁侧变小，出口储液箱部的形状与入口储液箱部的形状在并列流路部分的 宽度方向上非对称，因此，能够使呈并列状地形成有多条流路的并列流路部分的宽度方向 的流速分布均等化。因此，能够防止因流速降低而产生冷却性能下降的部分。而且，能够防 止流通阻力的增加。根据上述5)的液冷式冷却装置，由于能够防止在出口储液箱部的第一侧壁侧端 部产生涡流，因此，能够防止冷却液向并列流路部分的逆流。根据上述6)、10)及11)的液冷式冷却装置，能够使呈并列状形成有多条流路的并 列流路部分的宽度方向的流速分布更有效地均等化。因此，能够可靠地防止因流速降低而 产生冷却性能下降的部分。而且，能够防止流通阻力的增加。
图1是表示本发明的实施方式1的液冷式冷却装置的立体图。图2是图1的A-A线截面图。图3是图2的B-B线截面图。图4是图3的C-C线截面图。
图5是表示实验例1及比较实验例1的结果的曲线图。图6是表示实验例2及比较实验例2的结果的曲线图。图7是表示本发明的实施方式2的液冷式冷却装置的与图3相当的图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的实施方式。在以下的说明中，图2的上下、左右指上下、左右，图3及图7的下侧指前、上侧指后。另外，在以下的说明中，“铝”这一术语除纯铝以外还包括铝合金。实施方式1该实施方式是图1 图4所示的实施方式。图1 图4表示在本发明的实施方式1的液冷式冷却装置上安装有作为发热体的 半导体元件的状态。在图1 图4中，液冷式冷却装置1具有由顶壁3、底壁4及周壁5构成的壳体2， 壳体2的周壁5由在前后方向延伸的垂直状的右侧壁6 (第一侧壁)、在前后方向延伸且 与右侧壁6相对向的垂直状的左侧壁7(第二侧壁)、连结右侧壁6和左侧壁7的后端部彼 此的垂直状的后侧壁8 (第三侧壁)及连结右侧壁6及左侧壁7的前端部彼此的垂直状的 前侧壁9(第四侧壁)构成。在壳体2的周壁5中的右侧壁6的后端部冷却液入口 11以向 右侧突出的方式形成，在左侧壁7的前端部冷却液出口 12以向左侧突出的方式形成。冷却 液入口 11向右侧开口，且冷却液出口 12向左侧开口。即，冷却液入口 11连结右侧壁6的 后端部(另一端)和后侧壁8的右侧壁6侧的端部(另一端)，冷却液出口 12连结左侧壁 7的前端部(另一端)和前侧壁9的左侧壁7侧的端部(另一端)。壳体2由铝制上构成 部件13和铝制下构成部件14构成，其中铝制上构成部件13由形成顶壁3及周壁5的上半 部的上侧周壁形成部5A构成，铝制下构成部件14由形成底壁4及周壁5的下半部的下侧 周壁形成部5B构成。在上构成部件13的上侧周壁形成部5A的下端部及下构成部件14的 下侧周壁形成部5B的上端部分别一体地形成有朝外凸缘15、16，两个构成部件13、14的朝 外凸缘15、16彼此通过钎焊连接。在壳体2内的右侧壁6和左侧壁7之间且在冷却液入口 11和冷却液出口 12之间 的部分，配置有由波峰部17a、波谷部17b及连结波峰部17a和波谷部17b的垂直状连结部 17c构成的铝制的波纹散热片17，波峰部17a和波谷部17b分别钎焊在壳体2的顶壁3和 壳体2的底壁4上。而且，通过波纹散热片17，左右方向上并列形成有在前后方向上延伸且 冷却液在前后方向(右侧壁6及左侧壁7的长度方向)上流动的多条流路18，由此，设有由 多条流路形成的并列流路部分19。壳体2内比并列流路部分19靠上游侧(后侧)的部分成为与冷却液入口11连通 的入口储液箱部21，并且，比并列流路部分19靠下游侧(前侧)的部分成为与冷却液出口 12连通的出口储液箱部22。壳体2整体的内部高度，即入口储液箱部21、出口储液箱部22 及并列流路部分19的高度相等。壳体2的后侧壁8的整体，即后侧壁8的内表面从右侧壁 6侧朝向左侧壁7侧向前侧(并列流路部分19侧)平滑地倾斜。其结果就是，入口储液箱 部21的流路截面积从冷却液入口 11侧向左侧壁7侧变小。即，后侧壁8与连结右侧壁6的后端部(另一端)和左侧壁7的后端部(一端)的最短的假想线的距离，随着后侧壁8从左 侧壁7分离而变大。另外，在出口储液箱部22中的从右侧壁6开始20%以下的长度部分， 前侧壁9的整体即前侧壁9的内表面从左侧壁7侧朝向右侧壁6侧且向后侧(并列流路部 分19侧)倾斜，在出口储液箱部22的其余部分，前侧壁9的整体即前侧壁9的内表面与右 侧壁6及左侧壁7的内表面成直角。其结果就是，出口储液箱部22中的壳体2的右侧壁6 侧的一部分，例如从右侧壁6开始20%以下的长度部分的流路截面积从左 侧壁7侧起朝向 右侧壁6侧变小，出口储液箱部22的其余部分的流路截面积在全长范围内相等。即，前侧 壁9的一部分与连结右侧壁6的前端部(一端)和左侧壁7的前端部(另一端)的最短的 假想线的距离，随着前侧壁9从右侧壁6分离而变大，并且前侧壁9的其他部分与连结右侧 壁6的前端部(一端)和左侧壁7的前端部(另一端)的最短的假想线平行。另外，出口 储液箱部22的形状与入口储液箱部21在左右方向(并列流路部分19的宽度方向)上非 对称。即，后侧壁8的形状与前侧壁9的形状不同。如图4所示，入口储液箱部21中的与冷却液入口 11连通的右侧壁6侧的流入端 部21a的形状及出口储液箱部22中的前侧壁9的内表面与右侧壁6及左侧壁7的内表面 成直角的部分的截面形状为方形，入口储液箱部21的流入端部21a的宽度(前后方向的宽 度)和出口储液箱部22中的前侧壁9的内表面与右侧壁6及左侧壁7的内表面成直角的 部分的宽度(前后方向的宽度)相等。另外，如图2所示，并列流路部分19的截面形状为 方形。而且，优选，在将入口储液箱部21的流入端部21a的宽度设为amm、出口储液箱部22 中的前侧壁9的内表面与右侧壁6及左侧壁7的内表面成直角的部分的宽度设为amm、并列 流路部分19的宽度(左右方向的宽度)设为bmm、入口储液箱部21、出口储液箱部22及并 列流路部分19的高度设为6mm以下的情况下，满足a/b彡0. 15这样的关系。另外，优选，在将入口储液箱部21的流入端部21a的高度设为hmm、入口储液箱部 21的流入端部21a的宽度设为amm、并列流路部分19的高度设为hmm、并列流路部分19的 宽度设为bmm的情况下，由aXh所表示的入口储液箱部21的流入端部21a的截面积A和 由bXh所表示的并列流路部分19的截面积B，满足A/B彡0. 15这样的关系。作为发热体的半导体元件P经由板状绝缘部件I接合于壳体2的顶壁3的外表面。在上述构成的液冷式冷却装置1中，从冷却液入口 11通过流入端部21a流入入口 储液箱部21内的冷却液，均勻地分流到并列流路部分19的整个流路18，并且在整个流路 18内向前方流动。此时，壳体2的后侧壁8的整体即后侧壁8的内表面从右侧壁6侧朝向 左侧壁7侧地向前侧平滑地倾斜，其结果就是入口储液箱部21的流路截面积从冷却液入口 11侧朝向左侧壁7侧变小，由此，使在并列流路部分19的整个流路18的流速分布即并列流 路部分19的宽度方向的流速分布均勻化。在并列流路部分19的流路18内向前方流动的冷却液，流入出口储液箱部22内， 并且，在出口储液箱部22内向左侧流动，通过出口储液箱部22中的左侧壁7侧的流出端部 22a而从冷却液出口 12流出。另外，在出口储液箱部22中的从右侧壁6开始的20%以下 的长度部分，由于前侧壁9的整体即前侧壁9的内表面从左侧壁7侧朝向右侧壁6侧地向 后侧倾斜，因此，能够防止在出口储液箱部22的右端部发生涡流，所以能够防止进入出口 储液箱部22内的冷却液向并列流路部分19的流路18的逆流。而且，从半导体元件P散发的热量经由绝缘部件I、壳体2的顶壁3及波纹散热片17传递到在流路18内流动的冷却液，半导体元件P被冷却。下面，与比较实验例一起描述使用实施方式1的液冷式冷却装置1所进行的实验 例。实验例1准备多个液冷式冷却装置1，具有与实施方式1的液冷式冷却装置1相同的构成， 在将入口储液箱部21的流入端部21a、出口储液箱部22及并列流路部分19的高度设为 6mm、入口储液箱部21的流入端部21a的宽度设为amm、出口储液箱部22中的前侧壁9的 内表面与右侧壁6及左侧壁7的内表面成直角的部分的宽度设为amm、并列流路部分19的 宽度设为bmm的情况下，a/b在0. 15以下的范围内各不相同。此外，在各液冷式冷却装置1 中，在出口储液箱部22中的从右侧壁6开始的20%的长度部分，前侧壁9的整体从左侧壁 7侧朝向右侧壁6侧地向后侧倾斜。而且，使用各液冷式冷却装置1，每分钟使10升水从冷却液入口 11通过流入端部 21a流入入口储液箱部21内，基于在并列流路部分19的整个流路18流动的水的流速，求出 在整个流路18的平均流速及在各流路18中流动的水的流速相对于平均流速的流速比(流 速/平均流速)，从其结果得出上述a/b和上述流速比为最大的流路18中的流速比(=最 大流速比)之间的关系。比较实验例1准备多个液冷式冷却装置，其中，入口储液箱部及出口储液箱部的前后方向的宽 度在各自的全长范围内相等，除此之外，具有与实施方式1的液冷式冷却装置1相同的构 成，在将入口储液箱部、出口储液箱部及并列流路部分的高度设为6mm、入口储液箱部的流 入端部的宽度(=入口储液箱部的宽度)及出口储液箱部的宽度设为amm、并列流路部分的 宽度设为bmm的情况下，a/b各不相同。而且，使用各液冷式冷却装置，每分钟使10升水从 冷却液入口通过流入端部流入到入口储液箱部内，基于在并列流路部分的整个流路中流动 的水的流速，求出在整个流路的平均流速及在各流路流动的水的流速相对于的平均流速的 流速比(流速/平均流速)，从其结果得出上述a/b和上述流速比为最大的流路中的流速比 (=最大流速比)之间的关系。将其结果表示在图5中。从图5所示的结果可知，在实验例1所使用的实施方式1 的液冷式冷却装置1中，相对于并列流路部分19的宽度，入口储液箱部21的流入端部21a 的前后方向的宽度、及出口储液箱部22中的前侧壁9的内表面与右侧壁6及左侧壁7的内 表面成直角的部分的前后方向的宽度的比例较小，即使在上述a/b为0. 15以下的情况下， 在各流路18中流动的水的流速相对平均 流速的波动也小，在整个流路18中流动的水的流 速分布比较均等。因此，相对于并列流路部分19的宽度，能够减小壳体2的前后方向的尺 寸，实现液冷式冷却装置1的小型化。相对于此，可知，在比较实验例1所用的入口储液箱部及出口储液箱部的宽度分 别在全长范围内相等的液冷式冷却装置的情况下，若上述a/b较大，则虽然在各流路流动 的水的流速相对于平均流速的波动较小，但是，在上述a/b成为0. 15以下时，就会存在上述 波动显著增大的流路，在整个流路流动的水的流速分布变得不均等。因此，相对于并列流路 部分的宽度，不能够减小壳体的前后方向的尺寸，液冷式冷却装置大型化。实验例2
准备液冷式冷却装置1，其中，具有与实施方式1的液冷式冷却装置1相同的构成， 在将入口储液箱部21、出口储液箱部22及并列流路部分19的高度设为6mm、入口储液箱部 21的流入端部21a的宽度设为amm、出口储液箱部22中的前侧壁9的内表面与右侧壁6及 左侧壁7的内表面成直角的部分的宽度设为amm、并列流路部分19的宽度设为bmm的情况 下，a/b为0. 07。此外，在该液冷式冷却装置1中，出口储液箱部22中的从右侧壁6开始 20%的长度部分，前侧壁9的整体从左侧壁7侧朝向右侧壁6侧地向后侧倾斜。而且，使用该液冷式冷却装置1，每分钟使10升水从冷却液入口 11通过流入端部 21a流入到入口储液箱部21内，基于在并列流路部分19的整个流路18内流动的水的流 速， 求出整个流路18的平均流速及在各流路18内流动的水的流速相对于平均流速的流速比 (流速/平均流速)，从其结果得出并列流路部分19的宽度方向(左右方向)的位置和在 各位置的流路18内流动的水的流速相对于平均流速的流速比之间的关系。比较实验例2准备液冷式冷却装置，其中，入口储液箱部及出口储液箱部的前后方向的宽度分 别在全长范围内相等，除此之外，具有与实施方式1的液冷式冷却装置1相同的构成，在将 入口储液箱部、出口储液箱部及并列流路部分的高度设为6mm、入口储液箱部的流入端部的 宽度(=入口储液箱部的宽度)及出口储液箱部的宽度设为amm、并列流路部分的宽度设为 bmm的情况下，a/b为0.07。而且，使用该液冷式冷却装置，每分钟使10升水从冷却液入口流入到入口储液箱 部内，基于在并列流路部分的整个流路内流动的水的流速，求出整个流路的平均流速及在 各流路内流动的水的流速相对于平均流速的流速比(流速/平均流速)，从其结果得出并列 流路部分的宽度方向(左右方向)的位置和在各位置的流路内流动的水的流速相对于平均 流速的流速比之间的关系。将其结果表示在图6中。从图6所示的结果可知，在实验例2所使用的实施方式1 的液冷式冷却装置1中，在并列流路部分19的宽度方向的整个部分在流路18内流动的水 的流速相当于平均流速的波动程度较小，在整个流路18内流动的水的流速分布变得均等。相对于此，可知在比较实验例2所使用的入口储液箱部及出口储液箱部的宽度分 别在全长范围内相等的液冷式冷却装置的情况下，在右侧即在冷却液入口侧，在流路内流 动的水的流速相对于平均流速的波动程度较小，而在左侧即在冷却液出口侧，在流路内流 动的水的流速相对于平均流速的波动程度显著增大，在整个流路内流动的水的流速分布变 得不均等。实施方式2该实施方式是图7所示的方式。在图7中，液冷式冷却装置30的壳体2中的前侧壁9的整体即前侧壁9的内表 面，在全长范围内与右侧壁6及左侧壁7的内表面成直角。其结果就是，出口储液箱部31 的流路截面积在全长范围内相等，并且，出口储液箱部31的前后方向的宽度在全长范围内 相等。另外，出口储液箱部31的形状与入口储液箱部21在左右方向(并列流路部分19的 宽度方向)上非对称。其他的构成与实施方式1的液冷式冷却装置1相同，对同一部件及同一部分标注 同一幅图标记。
在实施方式2的液冷式冷却装置30中，入口储液箱部21中的与冷却液入口 11连 通的右侧壁6侧的流入端部21a的形状及出口储液箱部31的截面形状为方形，入口储液箱 部21的流入端部21a的前后方向的宽度和出口储液箱部31的前后方向的宽度相等。另 夕卜，并列流路部分19的截面形状为方形。而且，优选，在将入口储液箱部21的流入端部21a 的宽度为amm、出口储液箱部31的宽度设为amm、并列流路部分19的左右方向的宽度设为 bmm、入口储液箱部21、出口储液箱部31及并列流路部分19的高度设为6mm以下的情况下， 满足0.15这样的关系。另外，优选，在将入口储液箱部21的流入端部21a的高度设为hmm、入口储液箱部 21的流入端部21a的宽度设为amm、并列流路部分19的高度设为hmm、并列流路部分19的 宽度设为bmm的情况下，由aXh所表示的入口储液箱部21的流入端部21a的截面积A和 由bXh所表示的并列流路部分19的截面积B满足A/B彡0. 15这样的关系。在上述两个实施方式中，冷却液入口 11向右方开口，冷却液出口 12向左方开口， 但是，并不限定与此，例如可以向上方开口。即，也可以使冷却液入口 11及冷却液出口 12 的突出端壁封闭，而在上壁面上形成有开口。 本发明的液冷式冷却装置，适用于例如车辆等的半导体电力转换装置并良好地适 用于冷却半导体元件等的发热体。
权利要求
一种液冷式冷却装置，具有壳体，该壳体具有周壁，该周壁具备相互相对向的第一侧壁及第二侧壁，而且，在第一侧壁的一端部形成有冷却液入口并且在第二侧壁的另一端部形成有冷却液出口，在壳体内的第一及第二侧壁之间且是冷却液入口和冷却液出口之间的位置，设置有包括冷却液在第一及第二侧壁的长度方向流动的多条流路的并列流路部分，壳体内的比并列流路部分靠上游侧的部分成为与冷却液入口连通的入口储液箱部，并且，比并列流路部分靠下游侧的部分成为与冷却液出口连通的出口储液箱部，其中入口储液箱部的流路截面积从冷却液入口侧朝向第二侧壁侧变小，出口储液箱部的形状与入口储液箱部的形状在并列流路部分的宽度方向上不对称。
2.如权利要求1所述的液冷式冷却装置，其中出口储液箱部的壳体的第一侧壁侧的 一部分的流路截面积从第二侧壁侧朝向第一侧壁侧变小，出口储液箱部的其余部分的流路 截面积在全长范围内相等。
3.如权利要求2所述的液冷式冷却装置，其中入口储液箱部、出口储液箱部及并列流 路部分的高度相等。
4.如权利要求3所述的液冷式冷却装置，其中壳体的周壁具有对第一侧壁及第二侧 壁的冷却液入口侧端部彼此进行连结的第三侧壁；和对第一侧壁及第二侧壁的冷却液出口 侧端部彼此进行连结的第四侧壁，第三侧壁的内面从第一侧壁侧朝向第二侧壁侧地向并列 流路部分侧倾斜。
5.如权利要求4所述的液冷式冷却装置，其中在出口储液箱部的壳体的第一侧壁侧 的一部分，壳体的第四侧壁的内面从第二侧壁侧朝向第一侧壁侧地向并列流路部分侧倾 斜，在出口储液箱部的其余部分，壳体的第四侧壁的内面与第一侧壁及第二侧壁的内面成直角。
6.如权利要求4所述的液冷式冷却装置，其中在将入口储液箱部的流入端部的宽度 设定为amm，出口储液箱部中的第四侧壁的内面与第一侧壁及第二侧壁的内面成直角的部 分的宽度设定为amm，并列流路部分的宽度设定为bmm，入口储液箱部、出口储液箱部及并 列流路部分的高度设定为6mm以下的情况下，满足a/b ( 0. 15的关系。
7.如权利要求1所述的液冷式冷却装置，其中出口储液箱部的流路截面积在全长范 围内相等。
8.如权利要求7所述的液冷式冷却装置，其中入口储液箱部、出口储液箱部及并列流 路部分的高度相等，出口储液箱部的宽度在全长范围内相等。
9.如权利要求8所述的液冷式冷却装置，其中壳体的周壁具有对第一侧壁及第二侧 壁的冷却液入口侧端部彼此进行连结的第三侧壁；和对第一侧壁及第二侧壁的冷却液出口 侧端部彼此进行连结的第四侧壁，第三侧壁的内面从第一侧壁侧朝向第二侧壁侧地向并列 流路部分侧倾斜。
10.如权利要求7所述的液冷式冷却装置，其中在将入口储液箱部的流入端部的宽度 设定为amm，出口储液箱部的宽度设定为amm，并列流路部分的宽度设定为bmm，入口储液箱 部、出口储液箱部及并列流路部分的高度设定为6mm以下的情况下，满足a/b ( 0. 15的关系。
11.如权利要求2或7所述的液冷式冷却装置，其中在将入口储液箱部的流入端部的 高度设定为hmm，入口储液箱部的流入端部的宽度设定为amm，并列流路部分的高度设定为与入口储液箱部的流入端部的高度相等的hmm，并列流路部分的宽度设定为bmm的情况下， 由aXh所表示的入口储液箱部的流入端部的截面积A和由b Xh所表示的并列流路部分的 截面积B满足A/B ( 0. 15的关系。
12.—种液冷式冷却装置，其中，具有壳体和并列流路部分，该壳体由下述部件构成底壁；第一侧壁，其从底壁起在垂直方向延伸设置；第二侧 壁，其从底壁起在垂直方向延伸设置并且与第一侧壁相对向；顶壁，其与底壁相对向并且连 结于第一侧壁和第二侧壁；第三侧壁，其连结底壁和顶壁并且一端连结于第二侧壁的一端； 第四侧壁，其连结底壁和顶壁并且一端连结于第一侧壁的一端；冷却液入口，其连结第一侧 壁的另一端和第三侧壁的另一端；和冷却液出口，其连结第二侧壁的另一端和第四侧壁的 另一端，而且第三侧壁的形状和第四侧壁的形状不同，该并列流路部分设置在壳体内，且具有冷却液在第一侧壁和第二侧壁的长度方向流动 的多条流路。
13.如权利要求12所述的液冷式冷却装置，其中，第四侧壁的第一侧壁侧的一部分与 连接第一侧壁的一端和第二侧壁的另一端的最短的假想线之间的距离，随着远离第一侧壁 而变大，第四侧壁的其他部分与连接第一侧壁的一端和第二侧壁的另一端的最短的假想线 平行。
14.如权利要求13所述的液冷式冷却装置，其中，第三侧壁与连接第一侧壁的另一端 和第二侧壁的一端的最短的假想线之间的距离，随着远离第二侧壁而变大。
全文摘要
液冷式冷却装置(1)的壳体(2)具有周壁(5)，该周壁(5)具有相互相对向的右侧壁(6)及左侧壁(7)。在右侧壁(6)的一端部形成有冷却液入口(11)，并在左侧壁(7)的另一端部形成有冷却液出口(12)。在壳体(2)内的两侧壁(6、7)之间且是冷却液入口(11)和冷却液出口(12)之间的位置，设有由冷却液在两侧壁(6、7)的长度方向上流动的多条流路(18)构成的并列流路部分(19)。壳体(2)内的比并列流路部分(19)靠上游侧的部分为入口储液箱部(21)，同样地，下游侧的部分为出口储液箱部(22)。入口储液箱部(21)的流路截面积从冷却液入口(11)侧朝向左侧壁(7)侧变小。使出口储液箱部(22)的形状与入口储液箱部(21)的形状在并列流路部分(19)的宽度方向上非对称。根据该液冷式冷却装置(1)，能够使呈并列状地形成有多条流路(18)的并列流路部分(19)的宽度方向的流速分布均等化。
文档编号H05K7/20GK101868854SQ200880116918
公开日2010年10月20日 申请日期2008年11月25日 优先权日2007年11月26日
发明者小原英靖, 栗林泰造, 森昌吾, 田村忍 申请人:株式会社丰田自动织机;昭和电工株式会社